CN105718867A - 一种基于导航飞艇的城市空中街景处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种基于导航飞艇的城市空中街景处理系统及方法，本发明实现了导航飞艇自动和人工飞行相结合的取景模式，高效低成本解决街景数据采集更新的难题。本发明通过飞艇拍摄空中全景图片，以经纬度为平面坐标，按照高度划分层次，形成城市的空中街景，具有更大的视野与高度，全方位展示城市立体空间，有效改变当前地面街景受道路、建筑、地表材质等多种障碍的限制及留有死角的情形，可以从空中覆盖城市任何区域。

Description

一种基于导航飞艇的城市空中街景处理系统及方法

技术领域

本发明涉及飞行器领域，尤其涉及一种基于导航飞艇的城市空中街景处理系统及方法。

背景技术

飞艇作为一种被广泛使用的自升式航空器，具有在空中悬浮的能力，操作驾驶简单方便，能够在空中长期低速飞行，安全性能好，运营成本低，易于维护保养。可广泛用于监控、测绘、定位、通信等领域。

当前街景系统多采用街景车拍摄地面二维数据，缺乏空中观察能力及三维视觉效果；且受制于地面道路和车辆交通的可到达性，无法实现城市全方位覆盖；另外，街景地图需要大量数据更新维护，地面采集方式投入大、周期长、成本高。

发明内容

有鉴于此，我们提供了一种具有更大视野与高度，能全方位展示城市立体空间，不受道路、建筑、地表材质等多种障碍限制，可以从空中覆盖城市任何区域的基于导航飞艇的城市空中街景处理系统及方法。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于导航飞艇的城市空中街景处理系统，包括旋翼飞艇，还包括：

定位导航系统，用于动态获取所述旋翼飞艇的时空信息，并根据时空信息、控制点坐标、距离及规划线路进行三维导航飞行或辅助人工控制飞行；

多镜头高清摄像机及云台，用于全方位立体拍摄地面街景，包括飞行动态拍摄和悬浮静态拍摄；全景软件，用于拼接所述多镜头高清摄像机在同一位置俯拍的多张照片，产生全景照片及其球体投影，并按照拍摄位置，在立体空间坐标系中建立城市空中街景数据库。

城市地图，与所述城市空中街景数据库相匹配，与地面街景形成互补效应，全方位覆盖城市立体空间。

进一步地，所述定位导航系统包括复合定位导航模块和定位服务器，可通过GPS、北斗定位、手机基站、无线局域网等多种方式，确定经纬度及高程，在城市上空进行基于设定线路的自动飞行，或在人工遥控状态下飞行。

进一步地，所述旋翼飞艇上还设有碰撞感应模块、动力控制模块和超声波发射-感应模块，所述碰撞感应模块用于检测碰撞信号，并将碰撞信号传输至动力控制模块；所述超声波发射-感应模块用于侦测旋翼飞艇四周的障碍物，发现障碍物则将障碍物及其距离信号传输至动力控制模块；所述动力控制模块根据碰撞信号或障碍物距离信号自动调整旋翼飞艇的动力、飞行姿态及飞行方向。

进一步地，所述旋翼飞艇上还设有无线电通信控制模块，所述无线电通信控制模块与所述动力控制模块相集成，用于完成地面站到旋翼飞艇的遥控指令的发送接收，以及旋翼飞艇到地面站的遥测数据或视频图像的发送接收，并将地面站的遥控指令传输至所述动力控制模块，所述动力控制模块根据地面站的遥控指令调整旋翼飞艇的动力、飞行姿态及飞行方向。

另外，一种基于导航飞艇的城市空中街景处理方法，包括下述步骤：

S101：在旋翼飞艇上安装复合定位导航模块、多镜头高清摄像机及云台，通过GPS、北斗、手机基站或者无线局域网等，与地面站导航服务器相结合，确定经纬度及高程，进行基于设定线路的自动飞行，或在人工遥控状态下飞行；

S102：拼接多镜头高清摄像机拍摄的多张照片，产生全景照片及其球体投影，并用空间坐标系进行描述；

S103：对其所采集的空中街景数据，参照其采集点的经纬度与城市地图进行位置匹配，实现基于城市地图的查询、显示；

S104：与地面街景相结合，形成全方位立体街景；

S105：根据旋翼飞艇的不同飞行高程，建立不同层面的空中街景数据，提供不同高度的俯瞰浏览效果；

S105：将上述空中街景与城市地图、地面街景通过互联网集成发布，以便用户获取从地表到空中的多维视觉信息。

本发明实施例的基于导航飞艇的城市空中街景处理系统及方法，通过空间定位导航系统动态获取旋翼飞艇的位置信息，并根据上述信息及规划线路进行三维空间导航，实现导航飞艇自动飞行和人工飞行相结合的取景模式，从而高效低成本解决街景数据采集更新的难题。

同时，本发明以俯瞰街景补充当前仰视街景，具有更大的视野与高度，全方位展示城市立体空间，有效改变地面街景受道路、建筑、地表材质等多种障碍的限制及留有死角的情形，可以从空中覆盖城市任何区域。

附图说明

图1是本发明提供的基于导航飞艇的城市空中街景处理系统的旋翼飞艇与定位导航和惯性导航系统的结构示意图。

图2是本发明提供的基于导航飞艇的城市空中街景处理系统的旋翼飞艇的整体结构示意图。

图3是本发明提供的基于导航飞艇的城市空中街景处理方法的步骤图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清晰，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，一种基于定位飞艇的城市空中街景处理系统，包括旋翼飞艇100，旋翼飞艇100艇囊外侧的多个突出部位可增设碰撞感应模块101，碰撞感应模块101用于检测碰撞信号。

进一步地，所述旋翼飞艇100上还设有动力控制模块102和超声波发射感应模块103，超声波发射感应模块103用于侦测旋翼飞艇100四周的障碍物，发现障碍物则将障碍物及其距离信号传输至动力控制模块102；动力控制模块102根据碰撞感应模块101发出的碰撞信号或超声波发射感应模块103所获取的障碍物距离信号自动调整旋翼飞艇100的动力、飞行姿态及飞行方向。

进一步地，旋翼飞艇100上还可通过无线电通信控制模块104与动力控制模块102相集成，用于完成地面站到旋翼飞艇100的遥控指令的发送接收，以及旋翼飞艇100到地面站的视频图像的发送接收，并将地面站的遥控指令传输至动力控制模块102，动力控制模块102根据地面站的遥控指令调整旋翼飞艇100的动力、飞行姿态及飞行方向。

进一步地，本发明还包括：定位导航系统200，定位导航系统200用于动态获取旋翼飞艇100的位置信息，进行三维导航飞行或辅助人工控制飞行。其中，定位导航系统200包括复合定位导航模块210和定位服务器220，可通过GPS、北斗定位、手机基站、无线局域网等方式确定其经纬度及高程，在城市上空进行基于设定线路的自动飞行，或在人工遥控状态下飞行。

具体导航方式为：定位服务器220向无线电通信控制模块104发送导航信息，无线电通信控制模块104将导航信息传输至动力控制模块102，动力控制模块102根据导航信息控制旋翼飞艇100前后、上下、左右、快慢等运动模式，实现三维导航飞行；或通过发送人工遥控指令进行人工控制飞行。

请再参阅图3，进一步地，本发明还包括：多镜头高清摄像机300，多镜头高清摄像机300全方位立体拍摄地面街景，包括飞行动态拍摄和悬浮静态拍摄。多镜头高清摄像机300可获取360度水平视野和180度垂直视野的高清图片。旋翼飞艇100通过多镜头高清摄像机300，按照事先规划的线路进行全自动飞行拍摄，完成对城市空间的无障碍、全方位扫描，或者在人工遥控下有针对性地飞行拍摄。并且可以按照不同高程，进行空中分层拍摄。由于旋翼飞艇100在动力、成本、可操作性及安全性上占有优势，因此可自动、高效、全天候进行数据采集及更新。

进一步地，本发明还包括：全景软件400，用以拼接多镜头高清摄像机300在同一位置俯拍的多张照片，产生全景照片及其球体投影，并按照拍摄位置在立体空间坐标系中建立城市空中街景数据库。

进一步地，本发明还包括：城市地图500，在全景软件400中将城市地图500与城市空中街景数据库相匹配，或再与地面街景形成互补效应，可全方位覆盖城市立体空间；

请再参阅图3，另外，本发明还提供了一种基于定位飞艇的城市空中街景处理方法，包括下述步骤：

S101：在旋翼飞艇100上安装复合定位导航模块210、多镜头高清摄像机300及云台600，通过GPS、北斗、手机基站、无线局域网等方式，确定经纬度及高程，在城市上空进行基于设定线路的自动导航飞行，或在人工遥控状态下飞行；

S102：根据多镜头高清摄像机300拍摄的多张照片，用全景软件400加以拼接，产生全景照片及其球体投影，并在空间坐标系进行定位描述；

S103：对其所采集的空中街景数据，参照其采集点的经纬度与城市地图500进行位置匹配，实现基于城市地图500的查询显示功能；

S104：可与地面街景相结合，形成全方位立体街景；

S105：根据旋翼飞艇100的不同飞行高程，建立不同层面的空中街景数据，提供不同高度的俯瞰浏览效果；

S105：将上述空中街景与城市地图500、地面街景通过互联网集成发布，且用户通过鼠标旋转、放大或缩小等操作获取从地表到空中的多维视觉信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于导航飞艇的城市空中街景处理系统，包括旋翼飞艇，其特征在于，还包括：

定位导航系统，用于动态获取所述旋翼飞艇的时空信息，并根据时空信息、控制点坐标、距离及规划线路进行三维导航飞行或辅助人工控制飞行；

多镜头高清摄像机及云台，用于全方位立体拍摄地面街景，包括飞行动态拍摄和悬浮静态拍摄；全景软件，用于拼接所述多镜头高清摄像机在同一位置俯拍的多张照片，产生全景照片及其球体投影，并按照拍摄位置，在立体空间坐标系中建立城市空中街景数据库；

城市地图，与所述城市空中街景数据库相匹配，与地面街景形成互补效应，全方位覆盖城市立体空间。

2.如权利要求1所述的基于导航飞艇的城市空中街景处理系统，其特征在于，所述定位导航系统包括复合定位导航模块和定位服务器，可通过GPS、北斗定位、手机基站、无线局域网等多种方式，确定经纬度及高程，在城市上空进行基于设定线路的自动飞行，或在人工遥控状态下飞行。

3.如权利要求1或2所述的基于导航飞艇的城市空中街景处理系统，其特征在于，所述旋翼飞艇上还设有碰撞感应模块、动力控制模块和超声波发射-感应模块，所述碰撞感应模块用于检测碰撞信号，并将碰撞信号传输至动力控制模块；所述超声波发射-感应模块用于侦测旋翼飞艇四周的障碍物，发现障碍物则将障碍物及其距离信号传输至动力控制模块；所述动力控制模块根据碰撞信号或障碍物距离信号自动调整旋翼飞艇的动力、飞行姿态及飞行方向。

4.如权利要求3所述的基于导航飞艇的城市空中街景处理系统，其特征在于，所述旋翼飞艇上还设有无线电通信控制模块，所述无线电通信控制模块与所述动力控制模块相集成，用于完成地面站到旋翼飞艇的遥控指令的发送接收，以及旋翼飞艇到地面站的遥测数据或视频图像的发送接收，并将地面站的遥控指令传输至所述动力控制模块，所述动力控制模块根据地面站的遥控指令调整旋翼飞艇的动力、飞行姿态及飞行方向。

5.一种基于导航飞艇的城市空中街景处理方法，其特征在于，包括下述步骤：

S101：在旋翼飞艇上安装复合定位导航模块、多镜头高清摄像机及云台，通过GPS、北斗、手机基站或者无线局域网等，与地面站导航服务器相结合，确定经纬度及高程，进行基于设定线路的自动飞行，或在人工遥控状态下飞行；

S102：拼接多镜头高清摄像机拍摄的多张照片，产生全景照片及其球体投影，并用空间坐标系进行描述；

S103：对其所采集的空中街景数据，参照其采集点的经纬度与城市地图进行位置匹配，实现基于城市地图的查询、显示；

S104：与地面街景相结合，形成全方位立体街景；

S105：根据旋翼飞艇的不同飞行高程，建立不同层面的空中街景数据，提供不同高度的俯瞰浏览效果；

S105：将上述空中街景与城市地图、地面街景通过互联网集成发布，以便用户获取从地表到空中的多维视觉信息。